只剩两头的北白犀,能从试管里走向重生吗?
2019-08-29 18:23

只剩两头的北白犀,能从试管里走向重生吗?

本文来自微信公众号:果壳(ID:Guokr42),作者:麦麦,编辑:luna,题图来自:东方IC


2018年3月19日,世界上最后一头雄性北白犀“苏丹”(Sudan)离世。


至此,北白犀只剩下两头个体,都是雌性:30 岁的“纳金”(Najin)和它 19 岁的女儿“法图”(Fatu)。因为没有了雄性个体,它们再也无法进行自然繁育;如果现代科技也不能帮助它们产生后代,那我们只能眼睁睁地看着北白犀步向灭绝。


在肯尼亚保护区里的纳金(左)和法图(右)| Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta


8月22日,研究人员成功地从纳金和法图体内取卵,并于8月26日进行了体外受精——这是把北白犀从完全灭绝的悬崖上拽回来的第一步。


它们被推向悬崖


毫无疑问,这是好消息;但如果回望一下北白犀的遭遇,你会发现这个好消息的底色,其实满布灰暗。


作为体型仅次于大象的陆地动物,犀牛在野外几乎没有什么天敌。然而,这些曾经在地球上广泛分布的巨兽们,如今却只剩下五个物种:苏门答腊犀牛、黑犀牛、爪哇犀牛、印度犀牛和白犀牛,前三者都已被列为极度濒危物种。从数字上看,白犀牛还没有濒危,是因为除了仅剩的两头北白犀之外,白犀牛的另一个亚种南白犀还有约 2 万头。


一头死于犀角盗猎的黑犀 | Brent Stirton / National Geographic


其实,在被推入绝境之前,北白犀也有过相对安全的时期。


上世纪 60 年代,非洲有超过 2000 头北白犀;然而,由于疯狂的盗猎,这个数字到了 1984 年竟直落至 15 头左右。1993 年,北白犀的数量回升至约 30 头;但好景不长,随着非法猎杀的卷土重来,北白犀于 2008 年被宣布已经在野外灭绝,至此只剩下 8 头北白犀圈养在动物园里。


2009 年,捷克的拉贝河畔皇宫镇动物园(Dvůr Králové Zoo)将 4 头北白犀送到肯尼亚的奥·佩杰塔自然保护区(Ol Pejeta 保护区),它们分别是雌性的纳金和法图、雄性的苏尼(Suni)和苏丹。人们寄希望于非洲温暖的气候和广阔的草原,或许这种“原始环境”能帮助北白犀交配成功、繁育后代。


在奥·佩杰塔自然保护区的纳金和法图 |  Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta


然而——又是一个令人心碎的转折——一切都是徒劳,纳金和法图没有怀孕。2014 年,研究人员进行了健康评测,发现它们不适合孕育后代:法图患有子宫疾病;纳金腿部有伤,怀孕会带来并发症。


而在这十年间,动物园里其他仅存的几头北白犀也相继去世——2011 年的 Neasri,2014 年的 Angalifu 和 Suni,2015 年的 Nabire 和 Nola……


然后,便是 2018 年离开的苏丹。


苏丹接受安乐死之前,饲养员 Joseph Wachira 正在悲伤地安抚它 | Ami Vitale / NationalGeographic


技术能拯救它们吗?


自然繁育无路可走了,只能依靠辅助生殖,也就是“试管婴儿”。


几头雄性北白犀还在世的时候,研究人员就已经采集了它们的精子,冷冻保存。如果能获取纳金和法图的卵细胞,在体外进行受精,再将发育成功的胚胎移植到代孕母犀牛的子宫内,那我们仍有机会迎来北白犀新生儿。


只是,这一系列的技术都不简单。


局部麻醉的法图,随后它将被全身麻醉 | Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta


单就取卵这一项来说,研究人员必须先给犀牛麻醉,然后尽快地、精准地从卵巢中取出卵细胞;一旦麻醉时间过长,或者不小心伤及卵巢附近的血管,都会对犀牛造成伤害。现存的两头北白犀太珍贵,为保万无一失,研究人员只能先在其他犀牛身上摸索。南白犀——和北白犀最为接近,数量也暂时处于相对安全的水平,自然成了研究人员的首选。


从2014年开始,超过15家欧洲的动物园为北白犀的取卵技术开绿灯,愿意让自家的南白犀充当这项技术的“小白鼠”。去年7月,研究人员将取出的南白犀卵细胞与之前冻存的北白犀精子,在体外结合。这些杂合的受精卵中,有一部分成功发育为早期胚胎——这不仅证明技术是可行的,也说明之前采集的北白犀精子具有活性。


经过几年的研究和准备,上周四,研究人员终于第一次对北白犀进行取卵。


法图正在进行取卵手术 | Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta


取卵过程很顺利;在将近两个小时的麻醉之后,两头北白犀也都苏醒过来。取出的细胞被送到用集装箱搭建的移动实验室里,经过研究人员的确认,其中共有 10 枚具有活性的卵细胞,5 枚来自纳金,5 枚来自法图。


随后,这些细胞被迅速冷冻保存,送上等候在一旁的直升飞机;经过三次转机,它们到达位于意大利的实验室,等待进行下一步的研究。


四天之后,研究人员宣布,这 10 枚卵细胞中,有 7 枚处于可以受精的成熟状态。同时,他们复苏了先前保存的北白犀精子,并将精子注射到卵细胞中,完成体外受精。


法图的4枚卵细胞和纳金的3枚卵细胞,都达到可以受精的成熟状态 | Twitter: @Ol Pejeta


我们将目睹悲剧,还是见证奇迹?


现在,白犀牛和我们需要的,是时间和一点点运气——我们还要再等一等,才能知道这 7 枚受精卵当中,有多少可以发育为胚胎。一旦成功,胚胎将会被冷冻保存,直到有足够完善的技术,将它们转移到代孕的雌性南白犀体内。


这是拯救北白犀的重要一步;但正如国际犀牛基金会的执行董事苏西·埃利斯(Susie Ellis)所说,“这项技术还处于它的婴儿期”,我们离最终的成功还有很远。


我们还没有成熟的技术进行犀牛胚胎移植,也不知道南白犀能否成为代孕妈妈。如果这次不成功,我们还需要继续取卵;而一头雌性犀牛,一年最多只能取三次。我们也不知道,冷冻保存的精子能否保持较好的活性,毕竟在周一的体外受精中,研究人员已经发现,雄性北白犀 Saút 的精液不太好用。


研究人员原本计划使用 Suni 和 Saút 的精子;但实验中发现,Saút 的精子不太好用 | Twitter: @Ol Pejeta


就算代孕成功,基因多样性也仍是一大难题。就像纳金和法图这对母女分别是苏丹的女儿和孙女一样,辅助生殖可使用的精子和卵细胞,来源其实是数量有限、亲缘关系不远的几头北白犀。这样产生的幼崽,可能是近亲结合的产物,而且基因多样性过低,恐怕不足以继续繁衍出一个稳定的种群。


解决这个问题,或许可以依靠干细胞技术,将体细胞诱导成多能干细胞,进而发育成生殖细胞,再繁衍出小犀牛。去年,美国圣迭戈动物园分析了他们冻存的北白犀体细胞,发现这些样本具有足够高的基因多样性;如果能用它们制造新的北白犀,或许可以拯救这些濒危的巨兽们。


只不过,这一切的前提是——这项更具挑战性的干细胞技术,能够成功实施。


在取卵手术完成之后,奥·佩杰塔自然保护区的推特上发了这张相片:“纳金和法图刚刚在泥土里洗了个澡,感觉还不错!” | Jan Zwilling / Twitter: @Ol Pejeta


成功取卵,成功受精——在苏丹离世之后,这是关于北白犀最好的消息。即使这说起来有点讽刺,曾经把它们推向悬崖的人类,如今正试图将它们拽回来。


我们正在拯救濒危动物;但换句话说,是我们必须为自己制造的灭绝危机负责。


取卵之后,纳金和法图如常生活在肯尼亚的草原上,生活在 24 小时的武装保护之下。它们可能不知道,自己已经飞去意大利的卵细胞,承载了人类多少的热忱和希望;它们可能也不知道,那些已经离世的同伴身上,又烙印了人类多少的贪婪和狂妄。


参考来源:


[1] https://www.olpejetaconservancy.org/press-release-northern-whites

[2] https://www.nationalgeographic.com/animals/2019/08/plan-save-northern-white-rhino-ivf

[3] https://phys.org/news/2019-08-scientists-closer-northern-white-rhino.html


本文来自微信公众号:果壳(ID:Guokr42),作者:麦麦,编辑:luna

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